5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Software-Defined Network

Software-Defined Network (SDN) adalah sebuah arsitektur baru dalam

bidang jaringan komputer, yang bersifat dinamis, manageable, cost-effective, dan

adaptable, sehingga sangat ideal untuk kebutuhan jaringan saat ini yang bersifat

dinamis dan bandwidth yang besar. Arsitektur ini memisahkan antara fungsi

control dan fungsi forwarding, sehingga network control tersebut menjadi directly

programmable (dapat diprogram secara langsung), sedangkan infrastruktur yang

mendasarinya dapat diabstraksikan untuk layer aplikasi dan layanan jaringan [1].

Secara umum dalam perangkat jaringan terdapat tiga proses utama, yaitu

Application Plane, Control Plane dan Data Plane. Application Plane merupakan

bagian paling atas yang menyediakan interface kepada user dalam pembuatan

program aplikasi yang kemudian akan mengatur dan mengoptimalkan penggunaan

jaringan.

Gambar 2.1 Arsitektur SDN

Control Plane adalah bagian yang berfungsi untuk mengontrol jaringan,

mengkonfigurasi sistem, manajemen jaringan, menentukan informasi routing

table dan forwarding table. Data Plane adalah bagian yang bertanggung jawab

6

memforward/meneruskan paket, selain itu juga menguraikan header paket,

mengatur QoS, dan enkapsulasi paket [2].

Tujuan utama dari SDN adalah untuk mencapai pengelolaan jaringan yang

lebih baik dengan tingkatan dan kompleksitas yang besar serta memastikan bahwa

semua keputusan dari sistem kontrol dibuat dari titik pusat (kontroler). SDN

memperkenalkan suatu metode untuk meningkatkan tingkat abstraksi pada

konfigurasi jaringan, menyediakan mekanisme yang secara otomatis bereaksi

terhadap perubahan yang sering terjadi dan terus-menerus untuk jaringan [3].

Berikut adalah karakteristik Software-defined network yang tertera pada

website Open Networking Foundation [4] :

a. Directly programmable, yaitu network control yang dapat di program secara

langsung karena control plane yang terpisah dari data plane.

b. Agile, yaitu abstraksi bidang control dari bidang data yang dapat

memperbolehkan admin jaringan melakukan pengaturan jaringan yang dapat

diubah sesuai kebutuhan.

c. Centrally managed, yaitu sentralisasi kontrol jaringan dengan software

berbasis SDN yang dapat menangani jaringan secara luas.

d. Programmatically configured, yaitu dimana pada jaringan SDN admin

jaringan dapat mengkonfigurasi, mengatur, melakukan pengamanan dan

mengoptimalkan jaringan secara dinamis, cepat, dan otomatis karena tidak

bergantung pada software khusus.

e. Open standards-based and vendor neutral, yaitu dengan menyederhanakan

desain dan operasi jaringan karena menyediakan controller dengan protokol

jaringan yang dapat digunakan oleh berbagai vendor.

2.2 OpenFlow

OpenFlow adalah standar antarmuka komunikasi atau protokol yang

menghubungkan antara data plane dengan control plane pada arsitektur SDN.

OpenFlow menginjinkan akses langsung ke data plane dari sebuah perangkat

jaringan seperti switch dan router baik fisik maupun virtual [2]. Protokol

OpenFlow pada arsitektur jaringan SDN dapat mengatasi kebutuhan bandwidth

yang tinggi, aplikasi dan layanan yang bersifat dinamis, dan secara signifikan

mengurangi operasi kompleksitas manajemen pada jaringan yang bersifat adaptif

7

dan selalu berubah-ubah. Secara sederhana OpenFlow merupakan sebuah

antarmuka antara SDN kontroler dengan perangkat switch [5].

Gambar 2.2 Struktur OpenFlow

2.3 OpenDaylight Controller

Kontroler SDN adalah aplikasi SDN yang mengelola flow control untuk

mengaktifkan inteligence networking. Kontroler SDN bekerja berdasarkan

protokol seperti OpenFlow yang memungkinkan server memberitahu kemana

paket dikirimkan. Perangkat meneruskan paket data yang diterima berdasarkan

aturan yang ditetapkan dari kontroler [6]. Kontroler menentukan apa yang harus

dilakukan dengan paket dan, jika perlu, mengirimkan aturan baru untuk perangkat

sehingga dapat menangani paket data di masa depan dengan cara yang sama.

Terdapat banyak jenis kontroler yang tersedia secara open source salah satunya

adalah OpenDaylight. OpenDaylight merupakan sebuah infrastruktur kontroler

yang memiliki ketersediaan tinggi, modular, extensible, scalable dan multi-

protokol, dibangun untuk penyebaran SDN di jaringan heterogen, multi-vendor,

serta modern.

2.4 Mininet

Mininet adalah emulator jaringan SDN yang dapat mensimulasikan kinerja

antara end-host, switch, router, kontroler, dan link dalam sebuah kernel Linux [6].

Mininet merupakan sebuah sistem virtualisasi yang dapat menggambarkan

jaringan yang besar dengan hanya menggunakan sebuah laptop. Mininet bersifat

8

open source, sehingga proyek yang telah dilakukan berupa source code, scripts,

dan dokumentasi yang dapat dikembangkan oleh siapapun.

Karakteristik yang dimiliki Mininet yaitu :

a. Flexible, topologi dan fungsionalitas yang baru akan sistem yang dibuat

harus didefinisikan dalam bentuk software menggunakan bahasa yang

familiar dan operating system.

b. Deployable, jika ingin membangun sebuah prototype dengan fungsionalitas

yang benar untuk jaringan yang bersifat hardware-based, testbed yang

dibuat tidak memerlukan perubahan terhadap kode atau konfigurasi yang

dirubah sebelumnya.

c. Interactive, mengatur dan menjalankan jaringan harus berdasarkan waktu

yang rill, sebagaimana berhubungan dengan jaringan yang sebenarnya.

d. Scalable, lingkup prototype ini dapat menggambarkan jaringan dengan

jumlah switch dari ratusan hingga ribuan hanya dalam satu laptop.

e. Realistic, perilaku dari prototipe dapat menunjukan perilaku jaringan yang

sebenarnya dengan tingkat kepercayaan yang tinggi.

f. Share-able, prototipe yang telah dibentuk dapat saling dibagikan antar

kolabotor untuk dijalankan atau dimodifikasi dalam eksperimen selanjutnya.

2.5 Topologi Jaringan

Topologi adalah suatu aturan bagaimana menghubungkan computer satu

sama lain secara fisik dan pola hubungannya antara komponen-komponen yang

berkomunikasi melalui media atau peralatan jaringan baik secara fisik (physical

topology) maupun secara logik (logic topology).

2.5.1 Topologi Bus

Topologi bus merupakan topologi yang banyak dipergunakan pada

masa penggunaan kabel coaxial menjamur[6]. Karakteristik topologi ini

yaitu satu kabel yang kedua ujungnya ditutup dimana sepanjang kabel

terdapat node-node, paling prevevalent karena sederhana dalam instalasi,

signal melewati kabel 2 arah dan mungkin terjadi collision.

9

Gambar 2.3 Topologi Bus

2.5.2 Topologi Ring

Topologi ring adalah topologi yang informasi dan data serta traffic

disalurkan sedemikian rupa[6]. Umumnya fasilitas ini memanfaatkan fiber

optic sebagai sarananya. Karakteristik topologi ini yaitu lingkaran tertutup

yang berisi node-node, sederhana dalam layout, signal mengalir dalam

satu arah sehingga menghindarkan terjadinya collision lihat Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Topologi Ring

2.5.3 Topologi Star

Topologi star merupakan topologi yang banyak digunakan

diberbagai tempat, karena kemudahan untuk menambah, mengurangi, atau

mendeteksi kerusakan jaringan yang ada[6]. Karakteristik topologi ini

yaitu setiap node berkomunikasi langsung dengan central node, traffic data

mengalir dari node ke central node dan kembali lagi, mudah

dikembangkan karena setiap node hanya memiliki kabel yang langsung

10

terhubung ke central node, keunggulan jika satu kabel node terputus maka

yang lainnya tidak akan terganggu lihat Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Topologi Star

2.5.4 Topologi Tree

Topologi tree merupakan topologi jaringan dimana topologi ini

merupakan gabungan atau kombinasi dari ketiga topologi yang ada yaitu

topologi star, topologi ring, dan topologi bus[6] , lihat Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Topologi Tree

2.5.5 Topologi Mesh

Topologi Mesh merupakan topologi dimana setiap perangkatnya

saling terhubung secara dedicate point to point ke semua perangkat. Dan

beban koneksi satu link tidak akan mengganggu link lainnya.

11

Gambar 2.7 Topologi Mesh

2.6 Komunikasi Data

Komunikasi data adalah hubungan atau interaksi (pengiriman dan

peneriman) antar device yang terhubung dalam sebuah jaringan, baik yang dengan

jangkauan sempit maupun dengan jangkauan yang lebih luas. Efektivitas dari

komunikasi data tergantung pada empat karakteristik mendasar yaitu pengiriman,

akurasi, ketepatan waktu, dan jitter [7].

Gambar 2.8 Komunikasi Data

Komponen Komunikasi Data meliputi:

1. Pengirim, perangkat yang bertugas mengirimkan data.

2. Penerima, perangkat yangbertugas menerima data.

3. Data, informasi yang akan dikomunikasikan.

4. Media pengiriman, perantara yang digunakan untuk melakukan proses

pengiriman data.

5. Protokol, aturan-aturan yang berfungsi sebagai penyelaras hubungan.

12

2.7 Quality of Service (QoS)

Quality of Service (QoS) adalah efek kolektif dari kinerja layanan yang

menentukan derajat kepuasan seorang pengguna terhadapt sebuah layanan. Ada

banyak parameter yang menjadi acuan untuk QoS di antaranya yaitu delay,

throughput, jitter, dan packet loss.

2.7.1 Delay

Delay adalah perbedaan waktu di antara waktu kirim dengan waktu

terima sebuah paket. Dalam tugas akhir ini delay yang dimaksudkan

adalah one way delay, yaitu waktu rata – rata pengiriman setiap paket

dalam perjalanan dari satu titik kirim ke satu titik terima.

Tabel 2.1 Kategori Delay

Kategori Delay (ms)

Sangat Baik < 150

Baik 150 s/d 300

Sedang 300 s/d 450

Buruk > 450

Sumber : TIPHON

Persamaan perhitungan Delay :

𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦 =𝑃𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡ℎ

𝐿𝑖𝑛𝑘 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑤𝑖𝑑𝑡ℎ (1)

2.7.2 Jitter

Jitter adalah variasi delay yang diakibatkan oleh panjang antrian

dalam suatu pengolahan data dan reassemble paket data di akhir

pengiriman akibat kegagalan sebelumnya. Jitter merupakan variasi selisih

dari setiap delay dengan delay selanjutnya. Dalam tugas akhir ini jitter

yang dimaksud adalah nilai dari oneway delay variation.

Tabel 2.2 Kategori Jitter

Kategori Jitter (ms)

Sangat Baik 0

Baik 0 s/d 75

Sedang 75 s/d 125

13

Buruk 125 s/d 225

Sumber : TIPHON

Persamaan perhitungan Jitter :

𝐽𝑖𝑡𝑡𝑒𝑟 =Delay−(rata−rata delay)

Paket data diterima (2)

2.7.3 Throughput

Throughput adalah jumlah bit yang sukses diterima dari satu

terminal tertentu di dalam sebuah jaringan, dari suatu titik jaringan ke titik

jaringan lainnya dibandingkan dengan total waktu pengiriman.

Tabel 2.3 Kategori Throughput

Kategori Throughput (bps)

Sangat Baik 100

Baik 75

Sedang 50

Buruk < 25

Sumber : TIPHON

Persamaan perhitungan Throughput :

𝑇ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 =Paket data diterima

Lama pengamatan (3)

2.7.4 Packet Loss

Packet Loss merupakan suatu parameter yang menggambarkan

suatu kondisi yang menunjukkan jumlah total paket yang hilang dapat

terjadi karena collision dan congestion pada jaringan.

Tabel 2.4 Kategori Packet Loss

Kategori Packet Loss (%)

Sangat Baik 0

Baik 3

Sedang 15

Buruk 25

Sumber : TIPHON

14

Persamaan perhitungan Packet Loss :

𝑃𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡 𝐿𝑜𝑠𝑠 =(𝑃𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑖𝑘𝑖𝑟𝑖𝑚−𝑃𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎)

Paket data dikirim 𝑥 100% (4)